量子蒸汽龐克-科學人雜誌
物理學

量子蒸汽龐克

2020-09-01 雲格赫朋(Nicole Yunger Halpern)
就像科幻小說裡的蒸汽龐克題材,融合了維多利亞風格與現代技術,物理學的一個新分支也正在更新19世紀的熱力學,以結合現代的量子系統。

重點提要

  1. 熱力學誕生於工業革命時代,是關於熱與效率的學問。現今物理學家想更新熱力學應用於現代技術,特別是量子電腦、量子通訊及量子資訊。
  2. 這新領域融合了19世紀物理學與未來技術,類似於科幻小說裡的「蒸汽龐克」體裁,是維多利亞風格與科幻發明的結合,所以這新領域稱為「量子蒸汽龐克」。
  3. 最近量子蒸汽龐克領域的一項成果是,科學家根據量子理論與熱力學構想出量子引擎。
英國倫敦夜色已濃,羅瑟琳很慶幸自己順手拿了哥哥的黑色披風,而不是自己紅色的那一件。夜間身旁的工廠不再吐出濃煙,但很快就又會啟動了。一陣聲響讓她蜷縮靠著磚牆。她抬起頭,倒抽了一口氣。一個矩形的龐然大物劃過天空。黑暗隱藏了細節,但她不需仔細看,便知道側邊應該畫著黃銅色的鎖。梅勒妥已經駛著他的飛船升空了。歡迎來到蒸汽龐克的世界。過去幾十年,這種體裁橫跨了文學、藝術和電影。它的故事通常發生在新建工廠的附近,地處骯髒城市、工業時代的英格蘭或美國西部蠻荒,而先進技術正在現實生活中萌芽。不過蒸汽龐克裡的角色把這些發明拓展到未來的科技,包括自動機與時間機器。新舊交織之下,形成既浪漫又冒險的氛圍。無怪乎蒸汽龐克的粉絲會去買大禮帽與襯裙,以銅與玻璃妝點自己,一起去參加蒸汽龐克的聚會。這些粉絲在想像裡探險。如今橫跨量子物理、資訊理論以及熱力學三個領域的物理學家,也正活在探險裡。就如蒸汽龐克混合了科幻技術與維多利亞風格一樣,我稱之為「量子蒸汽龐克」的現代物理領域,也結合了21世紀的技術與19世紀的科學原理。我們的目標是更新熱力學定律(關於功、熱與效率的學問),讓它符合尖端實驗、技術與理論的要求。蒸汽機推動著工...

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